A-TrainSie war zweieinhalb Jahre lang nicht mehr im Einsatz, und die NASA wollte sie eigentlich gar nicht mehr verwenden. Aber die Unzuverlässigkeit ihrer Nachfolger brachte sie wieder in den aktiven Dienst zurück. Und so startete am 2. Juni eine Delta 2 in der Version 7320-10C das Orbiting Carbon Observatory Nummer 2 (OCO 2) der NASA von der Luftwaffenbasis Vandenberg aus in eine präzise abgestimmte polare Umlaufbahn.

Der zweistufige Träger zündete sein Aerojet Rocketdyne RS-27A Haupttriebwerk und die drei von ATK (Alliant Techsystems) gebauten GEM 40 Booster (GEM = Graphite Expoxy Motor) um 11:56 Uhr mitteleuropäischer Zeit. Im Startort Vandenberg herrschte dort noch Nacht. Obendrein war es auch noch äußerst neblig, so dass sich den Beobachtern auf dem Boden kein sonderlich eindrucksvolles Schauspiel bot, als die Delta mit ihrer Nutzlast vom Startkomplex 2  abhob.

Die Brenndauer der drei Feststoffmotoren betrug etwa eine Minute, dann war ihr Treibstoff verbraucht. Sie verblieben aber aus Sicherheitsgründen weitere 40 Sekunden mit der ersten Stufe befestigt, weil die Rakete einige Offshore-Ölplattformen überflog. 100 Sekunden nach dem Abheben, in einer Höhe von 32 Kilometern wurden sie schließlich abgeworfen.  Die erste Stufe brachte das Vehikel dann auf eine Höhe von 112 Kilometern, dort zündete die zweite Antriebseinheit. Kurz nach der Zündung der zweiten Stufe wurde die Nutzlastverkleidung abgeworfen, was die Projektwissenschaftler von OCO 2 mit einiger Erleichterung aufnahmen.

Die Mission von OCO-1 war am 24. Februar 2009 schon beim Start wegen eines missglückten Abwurfs der Nutzlastverkleidung der damaligen Taurus-Trägerrakete gescheitert. Die NASA bekam die Erlaubnis, den Satelliten ein zweites Mal zu bauen. Diesmal wollte die Weltraumbehörde auf Nummer sicher gehen, und mit einem bewährten, wenngleich wesentlich teureren Trägertyp, starten.

Zehn Minuten und 30 Sekunden nach dem Verlassen der Startrampe hatte die Rakete einen elliptischen Übergangsorbit erreicht, dessen Perigäum (niedrigster Bahnpunkt) bei 185 Kilometern und dessen Apogäum (höchster Bahnpunkt) bei 725 Kilometern lag.  Danach folgte eine Driftphase von 40 Minuten, in der die zweite Stufe mit dem Satelliten zum Scheitelpunkt der Bahnellipse aufstieg. Der war ziemlich genau über dem Südpol erreicht. Dort zündete die zweite Stufe erneut für 12 Sekunden und sorgte damit für eine annähernde Zirkularisierung der Flugbahn annähernd. Am Ende war eine schwach elliptische Bahn mit einem Perigäum von 685 Kilometern und einem Apogäum von 700 Kilometern bei einer Bahnneigung zum Äquator von 98,2 Grad erreicht.

Die Mission war der 150. erfolgreiche Start einer Delta 2 innerhalb des letzten Vierteljahrhunderts, und die 97. erfolgreiche Delta 2-Mission in ununterbrochener Reihenfolge.

OCO 2  wurde entwickelt und gebaut, um die natürliche und von Menschen verursachte Produktion von Kohlendioxid auf der Erde zu messen. Damit soll beispielsweise ermittelt werden, wie viel der Treibhauseffekt zur globalen Erwärmung beiträgt.  Das Raumfahrzeug wird jetzt im Orbit gründlich gecheckt. Danach es seine Bordtriebwerke einsetzen, um sich in den so genannten “ A-Train” einzureihen, einer Konstellation von Erdbeobachtungssatelliten, die in sehr geringem Abstand hintereinander herfliegen. Sie bilden auf diese Weise eine Art „Supersatellit“ mit einer großen Anzahl einzelner Instrumente. OCO 2 wird in dieser Kette in einer Höhe von 705 Kilometern das führende Raumfahrzeug werden. Das Raumfahrzeug soll etwa sechs bis acht Wochen nach dem Start seinen Dienst aufnehmen.

Der Bus von OCO-2 hat in etwa die Größe einer Telefonzelle und wiegt vollbetankt 454 Kilogramm. Die Solargeneratoren verfügen über eine Spannweite von gut acht Meter. Der Satellit ist nur mit einem einzigen Instrument ausgerüstet, einem Dreikanal-Gitterspektrometer. Mit diesem Instrument werden jeden Tag mehrere hunderttausend Messungen vorgenommen. Jeder Orbit dauert 99 Minuten. Alle 16 Tage wird der komplette Globus mit diesem Spektrometer abgescannt. In jedem dieser so genannten „Mapping-Cycles“ werden etwa acht Millionen Messungen durchgeführt.